从系列中:基于Simulink的永磁同步电动机磁场定向控制金宝app
梅尔达·乌卢索伊,马修斯
在本视频中,我们将演示如何使用产品中包含的电机控制块集和参考示例,作为设计和实施表面安装和内部永磁同步电机(PMSM)磁场定向控制算法的起点。我们将把重点放在桌面模拟上,以此来测试和验证您的算法设计。然后可以重用相同的模型来生成和部署嵌入式代码。
在本视频中,我们将看到如何使用电机控制块集实现无刷永磁同步电机的磁场定向控制。该模型是Motor Control Blockset的参考应用程序之一。它配置了变量,因此我们可以使用该模型来模拟和生成代码。这基本上允许我们使用相同的模型,针对逆变器和电机模型模拟我们的磁场定向控制算法,并生成代码对微控制器进行编程。此外,该模型已经建立,使用三种不同的方法对逆变器进行建模。在第一个选项中,我们使用电机控制块集中的平均值逆变器块进行低保真仿真。我们可以使用的另一个选项是Simscape Electrical来模拟逆变器中的理想开关。选择第三个选项,我们可以使用Simscape Electrical对多电平变流器进行建模。
让我们快速浏览一下模型中的不同子系统。在串行接收中,我们从主机模型中获取通过串行端口发送的数据。该数据确定所需的电机转速以及PWM占空比是否将为非零以允许电机旋转。在速度控制子系统中,我们有一个控制转子速度的微控制器。它输出Iq参考。由于我们实现了表面贴装永磁同步电机的磁场定向控制,所以Id参考设置为零。在电流控制子系统中,我们获取传感器读数,实现磁场定向控制以及PWM写入驱动器。让我们看看这个子系统下有什么。这里,我们正在处理电流、位置和速度测量。在这个子系统中,我们使用电机控制块集提供的块将正交编码器读数转换为位置和速度。
在控制系统子系统中,我们使用Clarke、Park、Inverse Park和空间矢量发生器实现了面向场的控制算法,并对Id和Iq环采用piccontroller。我们还使用了正弦和余弦查找块,它可以有效地在微控制器上部署查找。这里,我们在微控制器上有PWM写的驱动块。注意,这些块来自C2000处理器的嵌入式编码器支持包。金宝app
最后,为了验证我们的算法和仿真,我们建立了逆变器和电机工厂模型。我们之前提到的三个变体为我们提供了不同的电机和逆变器建模选项。这一个是平均值实现与电机控制块集。这里我们使用平均逆变器和表面贴装PMSM块。让我们也看看Simscape Electrical的实现。在逆变器子系统中,这一次我们将在实现理想开关的第二种变体下进行研究。在这里,我们使用了来自Simscape electric的PMSM模块以及从PWM获取开关脉冲的转换器。方块对话框让我们选择开关设备。在这里,我们使用理想的开关,但其他选项也可用,如使用IGBT或mosfet进行高保真建模。最后,在这里的第三个选项中,我们正在建模多电平转换器。
现在我们讨论了模型,让我们模拟它并查看一些结果。为此,我们按下run。该模型正在被编译和模拟。研究结果现已公布。在我们看他们之前,让我们也运行模拟使用低保真工厂模型从电机控制模块,我们使用平均值逆变器。我们现在可以打开数据检查器并查看模拟结果。
让我们比较速度,智商,a相电压和a相电流看到的电机和空间矢量调制信号这两次运行。在第一个图中,我们看到速度参考是红色的,并且在运行之间没有变化。黄色和蓝色的速度反馈信号看起来非常接近两个运行。下一个情节展示了智商参考和智商反馈。我们看到了开关对智商反馈的影响用黄色表示。在第三和第四幅图中,我们分别看到电机看到的a相电压和a相电流。这是这些信号的特写图。黄色的信号显示了逆变器切换的效果,我们使用Simscape Electrical建模和仿真。最后,这些是已知的占空比调制信号,其特征形状是我们通过空间矢量调制得到的。当我们放大时,我们看到两次运行之间的结果看起来非常相似。 Note that you can log any signal of interest in your model and run more simulations to check the performance of your controller by running different test cases. Once you're satisfied with the performance, you can move on to implementing your algorithm on嵌入式微控制器。视频到此结束。
你也可以从以下列表中选择一个网站:
选择中国站点(中文或英文)以获得最佳站点性能。其他MathWorks国家/地区网站未针对您所在地的访问进行优化。